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星系中的花园:火星能直接种植蔬菜么?


花小蜜

太阳系科普精灵


随着人类殖民火星任务的临近,宇航员在轨道上花费的时间比以往任何时候都要长,科学家们正在寻找在太空种植蔬菜的方法……

他们真的取得了不俗的成绩

https://www.theguardian.com/science/2020/jun/07/gardens-of-the-galaxy-scientists-are-looking-for-ways-to-grow-vegetables-in-space

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美国科学家研究星系花园

在电影《火星人》(由里奇·斯科特(Ridley Scott)执导的2015年影片)中,宇航员马克·沃特尼(Matt Damon)在紧急疏散后意外地被机组人员单独遗弃在火星上,没有足够的食物生存。即使对最牛X的园丁来说,火星地表也是一个棘手的环境:那里几乎没有可用的空气,“土壤”几乎没有营养物质和所需的金属元素,温度通常在零下60摄氏度左右。

“我要用科学来解决这个问题,”植物学家沃特尼说。他决定试着在火星环境中种土豆,杰里操纵一个气压控制下的圆顶,燃烧肼制造水,用火星上的灰尘和他的船员的粪便制造一种植物生长的介质。

人们可能会期望那些真正试图研究如何在火星上种植粮食,以期在不久的将来某个时候支持火星上的人类生命的科学家们,会对这种牵强的猜测嗤之以鼻。因为看上去很多事情不可能实现……

“火星人?那是我最喜欢的电影!荷兰瓦赫宁根大学(Wageningen University)的高级生态学家Wieger Wamelink博士调侃道,他自2013年以来一直在进行太空植物培育的实验。他说,“这是唯一的一部非常重视种植食物的科幻电影。”

当瓦梅林克开始他的实验时,许多人认为他的工作是一个特殊领域,然后?外加一些科幻。现在,多亏了《火星人》这本2011年美国作家安迪·威尔的小说,提供的灵感,至少,他们明白了原作者想达到的目的。

“这部作品帮了大忙,”瓦梅林克说。它也反直觉地提供了他可以检验的实验假设。“火星之旅需要半年时间,”他在瓦赫宁根的车库里通过视频告诉我……

瓦赫宁根是莱茵河上一个迷人的小镇,离阿纳姆不远。他说,“所以把你所有的便便和尿都存起来啊。这是你的火星求生初学者工具包,你需要从火星的土壤中开始(种植试验)。事实上,火星人的叙事逻辑是完全正确的。实验可能有点臭,但它很重要。”

现年53岁的瓦梅林克有一种傻乎乎的幽默感,巧合的是,他与马特·达蒙(Matt Damon)有过短暂的相似之处,那家伙有植物育种的背景。直到最近,他还在这所以农林工作闻名于世的大学从事传统的学术工作。不过涅,瓦梅林克继续被拖延着研究经费:有一次他被告知,他的提议“创新性不足”。

有一天,在淋浴时,瓦梅林克开始思考在太空生产食物的想法。一次狂热的徒步旅行(“但我不参加会议,也不穿戏服”)之后,他发现他的直接参考点竟然是科幻。

“在《星际迷航》中,创造食物……这很简单:它们只是用纯能量复制食物,”瓦梅林克说:“如果你看过深空九号,会发现西斯科司令喜欢做饭,他用的是新鲜蔬菜。但它们从未显示它们来自何方,

“只有在20世纪70年代末最初的太空堡垒卡拉狄加系列中,舰队后面跟着巨大的“农用船”,人们才对远离地球的生命的现实性表示出认真劲。

瓦梅林提出了一个新的建议:对在月球和火星上种植植物的理论研究。然后他得到了25000欧元科研经费。有了钱的瓦梅林克随后发现,你可以购买美国宇航局认可的“模拟风化层”,emmm,那些基本上是来自地球的土壤,但具有许多在太空中发现的特性;

这些NASA兜售的玩意包括:“月球”土壤来自亚利桑那州的沙漠,而火星模拟物来自夏威夷火山的一侧,然后将其清理并滚动,使其更加尘土飞扬。瓦梅林克决定把他的实验付诸实践:他究竟能在这些奇怪的、营养贫乏的土壤中搞出些什么植物来?

在一个温室里,瓦梅林从2013年4月1日种植花园水芹开始,他得出了结论:“这不是一段很轻松的日子……因为,开始的时候没有人相信我们,特别是那群讨厌的记者,”

瓦梅林克没有特别高的期望。他特别担心土壤中的铅、汞和锌最终会进入植物吸收的水中,然后它们会中毒而被宇航员吃掉。

但是,令瓦梅林惊讶的是,水芹在这种严苛环境中生长了,而且,最关键的是,水芹没有吸收有毒的重金属离子。在此后的几年里,瓦梅林克对这一实验过程进行了改进。

通过向土壤和蚯蚓中添加有机物质(上一次收获的叶子和根)来分解,他从根本上增加了植物的大小和数量。他还扩大了农作物的种类:不仅有水芹和色拉叶,还有西红柿、豌豆、萝卜和根类蔬菜,如胡萝卜和土豆。“火星会开始害怕我的植物学能力,”马克·沃特尼在《火星人》杂志上预言道——瓦梅林克打算兑现这一承诺。

而且,瓦梅林克的研究突然变得不那么古怪了。出乎意料的是,一场21世纪的太空竞赛正在进行,各国政府和理查德·布兰森(Richard Branson)和埃隆·马斯克(Elon Musk)等超级富有的个人推动了这场竞赛,他们从一个在火星上种植玫瑰的梦想中创建了自己的航天公司SpaceX。

唐纳德·川普希望美国宇航员在2024年前重返月球。在那里建立一个永久基地,然后把人类从月面送去火星,显然这是一些美国人的梦想。2019年1月,中国的嫦娥四号探测器成为人类第一艘从地面登陆月球的带着生态微环境的远端航天器。这次任务带上了一些种子,包括棉花和土豆。一棵棉花幼苗甚至在农历夜晚的严寒中发芽,在月面上过了一段时间才死去(空调停电后)。

“当我开始实验时,我与美国宇航局和其他航天机构有联系,但总的想法是:‘食物?“是的,你带着它就行了,”瓦梅林克回忆道。“我常说的是,那是男孩和玩具,火箭、卫星——这些东西花了人类很多钱,但你可以修补一下继续用。他们正在做的就是这些事情。好吧,这时代科技已经发生了巨大改变。”

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